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1、2021/1/21,汽车电气设备构造与维修,概述,第一节,第三章 电源系统,蓄电池,第二节,交流发电机及电压调节器,第三节,电源管理系统,第四节,第五节,电源系的维护及故障诊断,本章目标,1.掌握电源系的组成和功用； 2.熟悉蓄电池基本结构和型号； 3.了解蓄电池的基本工作原理及影响蓄电池容量的因素； 4.能正确描述硅整流发电机的基本结构及主要部件的功能； 5.能正确描述电压调节器的功用和基本工作原理； 6.能识读电源系统电路，通过查阅相关资料，分析故障原因； 7.掌握电源系统常见故障的诊断方法； 8.能正确描述能量管理系统的基本组成和功能； 9.能对蓄电池技术状况进行检查和维护； 10.能对
2、蓄电池进行补充充电； 11.会拆装发电机，能用万用表对发电机和调节器进行检测； 12.能选择正确的方法排除电源系统的常见故障。,汽车有蓄电池和发电机两个电源，它们用于向全车用电设备供电。汽车电源系统由发电机及调节器(装在发电机内)、蓄电池、放电警告灯、点火开关等。,电源系统整体图,第一节 概 述,一、蓄电池的功用,1.起动发动机 2.稳定汽车电系的电压 3.在发电机过载或不工作时作为替代电源,二、蓄电池的分类,1.普通蓄电池 由极板隔板、电解液、 外壳、加液孔、蓄电池 盖及极桩组成,第二节 蓄电池,普通蓄电池的基本结构,二、蓄电池的分类,2.干式荷电铅蓄电池 极板组在干燥状态的条件下,能够较长
3、时间地保存在制造过程中所得到的电荷。在规定的保存期内，只要加入符合规定的电解液，静置15-20min，即可投入使用。 3.免维护蓄电池 在整个使用过程中无须补加蒸馏水,减少了维护工作量。其内部装有指示蓄电池荷电状况的相对密度计，相对密度计指示蓄电池的荷电状况，在蓄电池上部一般都有明确标注。,第二节 蓄电池,二、蓄电池的分类,3.免维护蓄电池,第二节 蓄电池,蓄电池内装相对密度计 A绿色圆点明显-蓄电池荷电状态良好 B绿色圆点模糊-蓄电池荷电不足 C透亮或黄色-需换蓄电池,三、蓄电池的型号,第二节 蓄电池,蓄电池的型号一般都标注在外壳上，由三部分组成： 第一部分为串联的单格电池数，用阿拉伯数字表
4、示。 第二部分表示蓄电池用途、结构特征代码，用大写字母表示。 蓄电池用途：如Q-汽车用蓄电池，M-摩托车用蓄电池。 蓄电池结构特征代码：如A干荷电；W免维护；S少维护；普通蓄电池不标注。 第三部分表示标准规定的额定容量，单位是Ah（安培小时）。 例如6-QA-100表示蓄电池由6个单格组成，额定电压为12V，额定容量为100A.h，用于起动发动机的蓄电池。,四、蓄电池的工作原理 1.蓄电池的充电过程 2.蓄电池的放电过程,第二节 蓄电池,工作原理图,工作过程,五、蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的容量是指蓄电池在完全充足电的情况下，在允许放电的范围内对外输出的电量，单位为安培小时（Ah）。蓄电池
5、容量表示蓄电池对外供电的能力。 蓄电池的容量与放电电流的及电解液的温度等因素有关。 蓄电池上标注的容量为额定容量，起动容量表示蓄电池接起动机时的供电能力，有常温和低温两种起动容量。,第二节 蓄电池,放电电流,放电电流对蓄电池容量的影响,电解液纯度,电解液的纯度对蓄电池容量的影响,电解液密度,电解液的密度对蓄电池容量的影响,电解液温度,电解液温度对蓄电池的影响,第二节 蓄电池,使用条件对蓄电池容量的影响,六、蓄电池的使用与维护 1.不要连续使用起动机。每次起动的时间不得超过5s，相邻两次起动应间隔 15s，连续三次不能成功起动发动机，应查明原因，排除故障后再起动发动机； 2.经常清除蓄电池表面的
6、灰尘污物，保持表面清洁； 3.检查蓄电池在车上安装是否牢靠，以防行车时震动和移位； 4.检查蓄电池的放电程度，如果低于规定标准，要立即进行补充充电。 5.拆卸蓄电池电缆时，应先拆下蓄电池负极，再拆下蓄电池正极；安装蓄电池电缆时，应先安装蓄电池正极，再安装蓄电池负极，以免拆卸过程中造成蓄电池断路。,第二节 蓄电池,七、蓄电池的充电 1.定压充电 在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压保持恒定不 变，汽车上发电机给蓄电池充电，属于定电压充电。 2.定流充电 蓄电池在使用中，如果发现起动机运转无力；灯光比平时暗淡，都必须进行定流补充充电。 定流充电：在充电过程中，充电电流保持恒定不变，随着蓄电池电动
7、势的逐渐提高，逐步增加充电电压 蓄电池充电必须严格遵守充电规范。,第二节 蓄电池,八、蓄电池的检测 1电解液液面高度的检查 普通蓄电池必须定期的检查电解液的高度，如果电解液密度足够，则添加蒸馏水；如果密度不够，则添加专用电解液。 电解液的液位必须在规定的范围之内。必须保持在隔板上方10-15mm,第二节 蓄电池,八、蓄电池的检测 2蓄电池端电压的检测 用高率放电计测量蓄电池的端电压 （1）放电叉的两触针紧压在蓄电池 的正、负极桩上； （2）测量5s，观察放电计的电压， 电压低于车型规定的启动电压， 但5s内尚能稳定为放电过多应及时进行 充电恢复。 电压低于车型规定的启动电压， 且5s内电压迅速
8、下降，需更换蓄电池。 无电压指示，说明内部有短路、 断路或严重硫化故障，需更换蓄电池。,第二节 蓄电池,一、交流发电机 发电机是汽车的另一个电源。功用：在发动机运转时，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。,第三节 交流发电机及调节器,充电系统简图,（一）交流发电机的结构 交流发电机是由一个三相同步交流发电机及整流器所组成，部分发电机IC电压调节器也装在发电机内部 。,第三节 交流发电机及调节器,交流发电机总成,1.三相同步交流发电机 三相同步交流发电机由转子总成、定子总成、传动带轮、风扇、前后端盖及电刷等部件组成。,第三节 交流发电机及调节器,交流发电机的组件,1）转子 转子
9、是交流发电机的磁场部分，通电产生磁场。由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、集电环等组成。,第三节 交流发电机及调节器,转子总成,第三节 交流发电机及调节器,2）定子 定子是发电机的电枢部分。当转子旋转时，在定子中感应出三相交流电。定子由定子铁芯和定子绕组组成，定子绕组的接法有星形（ Y形）、三角形（形）两种方式。,3)电刷与电刷架 电刷用于引入励磁电流，装在电刷架的方孔内，利用弹簧的压力使其与滑环保持良好的接触.,第三节 交流发电机及调节器,2. 整流器 整流器可将三相同步交流发电机产生的三相交流电变成直流电对外输出。另外，可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。它一般有六个硅二极管接成三相桥式全波整流
10、电路，硅二极管分为正极管和负极管。,第三节 交流发电机及调节器,具有中性点和磁场二极管的整流器 磁场二极管专门用来提供励磁电流，可提高发电机的电压调节精度。 中性点二极管对中性点电压进行整流，汇入发电机的输出端，提高发电机的输出功率。,第三节 交流发电机及调节器,（二）交流发电机的工作原理,1.发电原理,磁铁在线圈中旋转,单相交流电 三相交流电 的产生 的产生,2.整流原理 整流器利用二极管的单向导电性，将发电机产生的三相交流电转换成直流电。,第三节 交流发电机及调节器,二极管的导通与截止 整流电路,整流前后的波形图,第三节 交流发电机及调节器,3.励磁方式 它励：蓄电池供给励磁电流。 自励：
11、发电机自己供给励磁电流 发电机的励磁方式为先它励，然后转为自励。,第三节 交流发电机及调节器,励磁电路,（二）电压调节器 1.电压调节器的功用 在发电机转速和发电机负载发生变化时自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。,第三节 交流发电机及调节器,2.电压调节器的基本原理 通过自动调节磁场电流来调节发电机电压的,第三节 交流发电机及调节器,电子调节器的基本原理：以稳压管作为电压感受元件，控制晶体三极管的通断来调节励磁电流，使发电机电压保持稳定。,第三节 交流发电机及调节器,集成电路调节
12、器（也称IC调节器） 用集成电路制成，体积很小，可方便地安装在发电机内部与发电机组成一个整体，称为整体式发电机。,第三节 交流发电机及调节器,IC调节器与电子调节器的工作原理相同,一、电源管理系统简介 电源管理系统由三部分组成。 1.蓄电池诊断 蓄电池诊断持续地测定汽车蓄电池的状态。传感器根据蓄电池的电压、电流和温度，来测定蓄电池当前的充电状态和功率。 2.休眠电流管理 休眠电流管理在汽车停放期间降低电流的消耗。根据蓄电池的充电状态，会逐渐关闭某个电器，以免蓄电池大量放电，保持汽车的起动性能。 3.动态电源管理系统 在汽车行驶期间,将发电机产生的电流按需分配给不同的电器。当发电机产生的电流超过
13、电器消耗的需要时，它便会进行调节 处理，保证向蓄电池供电，使其达到最佳充电状态。,第四节 电源管理系统,二、电源管理系统的作用 用于监测和控制充电系统，并发出诊断信息，提醒驾驶员蓄电池和发电机的可能故障。,第四节 电源管理系统,BWM5系智能电网结构,三、电源管理系统的组成部件 1.发电机 可维修的部件。如果诊断出发电机故障，必须将它作为一个总成更换。 2.车身控制模块 监测来自发动机控制模块的发电机磁场占空比信号电路信息，以控制发电机；监测蓄电池电流传感器、蓄电池正极电压电路，并估计蓄电池温度以确定蓄电池充电状态。车身控制模块可控制提高怠速转速。 3.蓄电池电流传感器 监测蓄电池电流，直接输
14、入到车身控制模块中，用于诊断。 4.发动机控制模块 监测发电机磁场占空比信号电路，并接收来自车身控制模块信息而作出的控制指令。 5.组合仪表 提醒用户特别关注充电系统。,第四节 电源管理系统,四、电源管理系统的运行 电源管理系统的目的在于保持蓄电池充电和用电设备正常工作。有6种操作模式 1.蓄电池硫化模式 2.充电模式 3.燃油经济性模式 4.前大灯模式 5.起动模式 6.电压下降模式。,第四节 电源管理系统,五、 组合仪表放电警示灯的控制 下列一种或多种情况发生时，仪表板组合仪表点亮放电警示灯，并在驾驶员信息中心显示警告信息 1.发动机控制模块检测到发电机输出电压低于11V或者高于16V。组
15、合仪表从发动机控制模块接收到一条GMLAN 信息，请求点亮放电警示灯。 2.当系统电压低于11V或高于16V，且持续 30s以上。组合仪表接收到来自车身控制模块的 GMLAN 信息，指出系统电压范围出现问题，点亮放电警示灯。,第四节 电源管理系统,六、蓄电池能量管理 确保蓄电池始终有足够的能量用来启动发动机。控制单元根据发动机转速、电瓶电压、发电机的负荷信号等相关数据进行评估。在保证安全行驶的前提下，适当的关闭舒适功能的用电设备。,第四节 电源管理系统,汽车电源系统电路一般由蓄电池、整体式交流发电机、点火开关、放电警告灯等组成。 放电警告灯用来检测电源系统的工作情况。蓄电池放电警示灯点亮，发电
16、机给蓄电池充电，警示灯熄灭。 一、电源系统电路 1.利用九管发电机控制放电警示灯的电源电路,第五节电源系统维护及故障诊断,2.由IC调节器控制放电警示灯的电源电路,第五节电源系统维护及故障诊断,3.高尔夫/捷达的电源电路,第五节电源系统维护及故障诊断,利用九管发电机控制放电警示灯,二、发电机的正确使用 1.汽车交流发电机均为负极搭铁，蓄电池搭铁极性必须与此相同，否则，蓄电池将使整流二极管立即烧坏。 2.发电机运转时，不能用试火花的方法检查发电机是否发电，否则容易损坏二极管。 3.一旦发现发电机不发电或充电电流很小时，就应及时找出故障并予以排除，不应再长期继续运转。 4.整流器的 6 只二极管与
17、定子绕组连接时，绝对禁止用兆欧表（摇表）或 22OV交流发电机检查发电机的绝缘情况，否则将使二极管击穿而损坏。 5.发电机熄火时，应将点火开关断开，否则蓄电池将长期经磁场绕组和调节器放电。 6.发电机与蓄电池之间的导线要连接可靠。如突然断开，将会产生过电压，易损坏电子元器件。,第五节电源系统维护及故障诊断,1.电源系统故障诊断的基本方法,1）利用放电警告灯诊断,2）用电压表诊断,3）空载与负载性能的诊断,（1）空载性能诊断,（2）负载性能诊断,检测充电系统性能,三、电源系统故障诊断,a.故障现象 b.故障原因 c.判断步骤与方法,1）不充电,a.故障现象 b.判断步骤与方法,2）充电电流过小,c.故障现象 b.判断步骤与方法,3）充电电流过大,三、电源系统故障诊断,2.电源系的常见故障诊断与排除,本章已结束，请预习下一章！,2021/1/21,谢谢观看！,